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| 燃料電池的電壓 |
| 編輯：花城技校 添加時間：2016/08/19 點擊：489 |
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燃料電池的電壓
導(dǎo)致電壓損失的原因主要有以下三個方面：
(1)燃料電池的電極中需要能量激活反應(yīng)，通常稱此能量為激活能量，激活能量會導(dǎo)致電壓下降。這個問題在空氣陰極上尤為明顯，其本身會產(chǎn)生相當(dāng)穩(wěn)定的電壓值下降。這解釋了反應(yīng)初期，甚至在電流很低的情況下，電壓也會下降的原因。
(2)根據(jù)歐姆定律，電解液和電極的電阻會引起電壓降，同時隨著電流的變化，電壓持續(xù)穩(wěn)定地下降。一般稱之為歐姆電壓損失。
(3)在電流非常大時，燃料電池中不斷消耗空氣中的氧氣，剩余的氮氣就會阻礙向電極中提供新的的氧氣。由于電極中缺少反應(yīng)物，故電壓降低。當(dāng)電流很高時，這個問題會導(dǎo)致電壓值急劇下降，通常稱之為能量轉(zhuǎn)移或者濃度電壓降。
在過去的十年里，人們一直致力于燃料電池的發(fā)展，并且為此做出了巨大的貢獻(xiàn)。現(xiàn)在，這些努力取得了很大的成功，電動汽車燃料電池的性能有了很大的提高，而且上述所有的電壓損失也都有所下降。燃料電池通常在0.65~0.7V的電池單元平均電壓下工作，甚至在電流密度接近1A／cm2時工作。這說明當(dāng)燃料電池效率達(dá)到50%（以高熱值為例）時，其效率高于任一內(nèi)燃機，盡管其中一部分電能用于驅(qū)動燃料電池的輔助設(shè)備。
應(yīng)該指出的是，在較低電流時出現(xiàn)的較高電池單元電壓會使低電流時效率提高。這與內(nèi)然機截然相反，在內(nèi)燃機中，功率較低時效率也很低。
前面曾指出，燃料電池可以與以氫為燃料的內(nèi)燃機作比較，而且以氫為燃料的內(nèi)燃機產(chǎn)生的污染也很低。本節(jié)中也已經(jīng)介紹過，燃料電池的效率有比內(nèi)燃機效率更高的潛力，所以當(dāng)其他條件相同時，燃料電池可以被優(yōu)先選用。但問題是其他條件不可能完全相同。目前，燃料電池的費用比內(nèi)燃機高很多，而且這種情況在短時間內(nèi)不會有所改善。從這一點來看，燃料電池也不是更好的選擇。就效率而言，應(yīng)用于混合動力火車中的氫燃料內(nèi)燃機，其效率不亞于燃料電池，而且這項已經(jīng)過驗證的可用技術(shù)具有諸多優(yōu)點，這些優(yōu)點也許可以平衡高效率與低污染之間的關(guān)系。無論怎樣，時間將會證明一切。
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